JP2002107126A - Apparatus and method for inspecting substrate - Google Patents
Apparatus and method for inspecting substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に実装された
チップやＩＣなどの部品の実装状態やはんだ（クリーム
ハンダ）の印刷状態の良否を検査する基板検査装置及び
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a board inspection apparatus and method for inspecting the mounted state of components such as chips and ICs mounted on a board and the printed state of solder (cream solder).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、プリント回路基板にはんだ付けさ
れた電子部品に対して、その実装状態の良否判定を自動
で行う検査装置としては、電子部品やはんだに対して光
を当て、その反射光の光量や反射角度を上方に配設され
たＣＣＤカメラにより撮影し、その取込画像から電子部
品及びはんだの形状を推定して良否を判定するものがあ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as an inspection device for automatically judging whether or not an electronic component soldered on a printed circuit board is in a good or bad mounting state, a light is applied to the electronic component or the solder, and the reflected light is applied. There is a type in which the light quantity and the reflection angle are photographed by a CCD camera arranged above, and the shape of the electronic component and the solder is estimated from the captured image to determine the quality.
【０００３】一方、レーザ光源からシート状レーザ光を
電子部品やはんだの表面に跨がるように照射し、このシ
ート状レーザ光による形状線を側方に配設された複数の
ＣＣＤカメラにより撮影し、この形状線の位置に基づい
て電子部品及びはんだの形状を推定して良否を判定する
ものがある。On the other hand, a sheet-like laser beam is radiated from a laser light source so as to straddle the surface of an electronic component or solder, and a shape line formed by the sheet-like laser beam is photographed by a plurality of CCD cameras arranged laterally. In some cases, the shape of the electronic component and the solder is estimated based on the position of the shape line to determine the quality.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した上
方のＣＣＤカメラが撮影した二次元画像から電子部品及
びリードやはんだの形状を推定して良否を判定するもの
は、各部品の高さを直接測定していないため、高さに関
する良否判定に曖昧さが発生し、判定精度が十分ではな
いという問題がある。一方、側方の複数のＣＣＤカメラ
が撮影した三次元画像から電子部品及びリードやはんだ
の形状を検出して良否を判定するものは、各部品の高さ
を直接測定するために判定精度はよいものの、一個ずつ
位置決めが必要であるために計測時間が増大してしま
う。また、三次元画像に対する検査手段は二次元検査の
明るさ検査とは異なるため、ユーザーは２種類の検査プ
ログラム手段をマスターしなければならずに煩雑とな
る。この結果、プログラミングに時間がかかってしまう
という問題がある。However, the above described two-dimensional image taken by the upper CCD camera to estimate the shapes of electronic components, leads and solders to judge the quality of the components directly determines the height of each component. Since the measurement is not performed, ambiguity occurs in the quality determination regarding the height, and there is a problem that the determination accuracy is not sufficient. On the other hand, those that detect the shape of electronic components and leads and solder from three-dimensional images taken by a plurality of lateral CCD cameras and determine the quality are good because the height of each component is directly measured, and the determination accuracy is good. However, the measurement time increases because positioning is required one by one. Further, since the inspection means for the three-dimensional image is different from the brightness inspection of the two-dimensional inspection, the user has to master two types of inspection program means, which is complicated. As a result, there is a problem that programming takes time.
【０００５】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、検査精度の向上並びに作業性の向上を図った基
板検査装置及び方法を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus and a method for improving inspection accuracy and workability.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の基板検査装置は、基板を上方から
撮影して形状を水平画像として取り込む上方撮影手段
と、前記基板の表面高さを検出する高さ検出手段と、該
高さ検出手段が検出した基板表面高さを輝度の水平画像
に変換する変換手段と、前記上方撮影手段が撮影した形
状の水平画像及び該変換手段が変換した輝度の水平画像
に基づいて前記基板の良否を判定する判定手段とを具え
たことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate inspecting apparatus for photographing a substrate from above and capturing a shape as a horizontal image, and a surface of the substrate. Height detecting means for detecting the height, converting means for converting the substrate surface height detected by the height detecting means into a horizontal image of luminance, a horizontal image of a shape taken by the upper photographing means, and the converting means And judge means for judging pass / fail of the substrate based on the converted horizontal image of the luminance.
【０００７】また、請求項２の発明の基板検査装置で
は、前記上方撮影手段は、基板に対して上方及び側方か
ら投射された光の反射光を撮影する撮像素子であること
を特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the board inspecting apparatus, the upper photographing means is an image sensor for photographing reflected light of light projected on the substrate from above and from the side. .
【０００８】また、請求項３の発明の基板検査装置で
は、前記高さ検出手段は、基板に対して投射されたシー
ト状レーザ光の形状線を撮影する撮像素子であることを
特徴としている。Further, in the substrate inspection apparatus according to the third aspect of the present invention, the height detecting means is an image pickup device for photographing a shape line of the sheet-like laser light projected on the substrate.
【０００９】また、請求項４の発明の基板検査装置で
は、前記形状の水平画像と前記輝度の水平画像とを表示
する表示手段を設けたことを特徴としている。Further, the substrate inspection apparatus according to the present invention is characterized in that display means for displaying a horizontal image of the shape and a horizontal image of the luminance is provided.
【００１０】また、請求項５の発明の基板検査装置で
は、前記判定手段は、前記基板に実装された部品の実装
状態やはんだの印刷状態を判定することを特徴としてい
る。Further, in the board inspection apparatus according to the present invention, the determining means determines a mounting state of a component mounted on the board and a printing state of solder.
【００１１】また、請求項６の発明の基板検査方法は、
基板を上方から撮影して形状を水平画像として取り込む
一方、前記基板の表面高さを検出して輝度の水平画像に
変換し、前記形状の水平画像及び前記輝度の水平画像に
基づいて前記基板の良否を判定することを特徴とするも
のである。[0011] The substrate inspection method of the invention according to claim 6 is characterized in that:
While capturing the shape of the substrate from above and capturing the shape as a horizontal image, the surface height of the substrate is detected and converted into a luminance horizontal image, and the shape of the substrate is determined based on the shape horizontal image and the luminance horizontal image. It is characterized by judging pass / fail.
【００１２】また、請求項７の発明の基板検査方法で
は、前記形状の水平画像に基づいて前記基板の良否を判
定し、ＮＧ箇所に対して前記輝度の水平画像に基づいて
前記基板の良否を判定することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, the quality of the substrate is determined based on the horizontal image of the shape, and the quality of the substrate is determined based on the horizontal image of the brightness at an NG position. It is characterized by determining.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１に本発明の一実施形態に係る基板検査
装置の概略構成、図２に本実施形態の基板検査装置によ
る検査作業を表すフローチャート、図３に三次元検査作
業を表すフローチャート、図４に三次元検査作業におけ
る画像取込方法を表す概略、図５に二次元画像に三次元
画像を一致させた画像の概略を示す。FIG. 1 is a schematic configuration of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing an inspection operation by the substrate inspection apparatus of the embodiment, FIG. 3 is a flowchart showing a three-dimensional inspection operation. 4 shows an outline of an image capturing method in a three-dimensional inspection operation, and FIG. 5 shows an outline of an image obtained by matching a two-dimensional image with a three-dimensional image.
【００１５】本実施形態の基板検査装置において、図１
に示すように、実装基板Ａが位置決めされる図示しない
支持テーブルは移動機構により水平方向に沿って互いに
直交したＸ方向及びＹ方向に移動可能であると共に、旋
回可能に支持されており、ＮＣ制御部１１により駆動制
御可能となっている。そして、この支持テーブル上に位
置決めされる実装基板Ａ上には電子部品Ｂが所定位置に
取付けられ、リードＣがはんだＤにより溶接されてい
る。なお、この場合、移動機構や旋回機構を基板位置決
め機構とは別にヘッド側に設けてもよい。In the board inspection apparatus of the present embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5, a support table (not shown) on which the mounting substrate A is positioned is movable by a moving mechanism in the X and Y directions orthogonal to each other along the horizontal direction, and is supported so as to be pivotable. The drive can be controlled by the unit 11. An electronic component B is mounted at a predetermined position on a mounting board A positioned on the support table, and leads C are welded by solder D. In this case, the moving mechanism and the turning mechanism may be provided on the head separately from the substrate positioning mechanism.
【００１６】この支持テーブルの上方にはＬＥＤ照明１
２が設けられると共に、実装基板Ａを上方から撮影して
形状を水平画像として取り込む上方撮影手段としてのＣ
ＣＤカメラ（撮像素子）１３が鉛直方向下方を向いて設
けられている。なお、この場合、ＬＥＤ照明１２に代え
て蛍光灯などでもよく、また、上方撮影手段として、一
次元のラインセンサをスキャニングする方法などを用い
てもよく、これらの装置に規定されるものではない。そ
して、ＣＣＤカメラ１３は画像処理部１４を介して制御
部（ＣＰＵ）１５に接続され、ＬＥＤ照明１２は制御部
１５に接続されている。この場合、ＬＥＤ照明１２は上
照明と横照明の２種類であり、ＣＣＤカメラ１３は各照
明が点灯したときの２つの画像を取り込み、画像処理部
１４はこの２つの画像を取り込んで制御部１５に出力す
る。なお、ここでは、ＬＥＤ照明１２を上照明と横照明
として２つの画像を取り込んでいるが、単一照明、ある
いは多段階照明として、１つの画像を、あるいは多数の
画像を取り込むようにしてもよい。An LED lighting 1 is provided above the support table.
2 and C as upper photographing means for photographing the mounting board A from above and capturing the shape as a horizontal image.
A CD camera (image pickup device) 13 is provided facing downward in the vertical direction. In this case, a fluorescent lamp or the like may be used instead of the LED lighting 12, and a method of scanning a one-dimensional line sensor may be used as the upper photographing means, which is not specified in these devices. . The CCD camera 13 is connected to a control unit (CPU) 15 via an image processing unit 14, and the LED illumination 12 is connected to the control unit 15. In this case, the LED illumination 12 is of two types, top illumination and horizontal illumination. The CCD camera 13 captures two images when each illumination is turned on, and the image processing unit 14 captures these two images and controls the control unit 15. Output to In this case, two images are captured as the LED illumination 12 as the upper illumination and the lateral illumination, but one image or multiple images may be captured as the single illumination or the multi-stage illumination. .
【００１７】この場合、上照明からの光に対して、実装
基板Ａでは比較的平坦な部位で強く反射してＣＣＤカメ
ラ１３に入り、傾斜面で弱く反射してＣＣＤカメラ１３
に入る。一方、横照明からの光に対して、実装基板Ａで
は比較的傾斜した部位で強く反射してＣＣＤカメラ１３
に入り、平坦面で弱く反射してＣＣＤカメラ１３に入
る。即ち、上照明では平坦部が明るく光り、横照明では
傾斜部が明るく光るものとなる。In this case, with respect to the light from the upper illumination, the mounting substrate A strongly reflects on a relatively flat portion and enters the CCD camera 13, and reflects weakly on the inclined surface to cause the CCD camera 13.
to go into. On the other hand, with respect to the light from the lateral illumination, the CCD camera 13
And enters the CCD camera 13 after being weakly reflected on the flat surface. That is, the flat portion shines brightly in the upper illumination, and the inclined portion shines brightly in the horizontal illumination.
【００１８】従って、上照明の反射光を受光したＣＣＤ
カメラ１３の画像では、はんだＤがあればこのはんだＤ
の傾斜部は暗くなり、はんだＤがなければ基板Ａの表面
が平坦部となって明るくなるという特徴を有する。制御
部１５は、この画像の明るさを予め設定したしきい値と
比較することで不良を選別する。一方、横照明の反射光
を受光したＣＣＤカメラ１３の画像では、実装基板Ａの
基板部表面が平坦部であるために暗くなり、はんだＤが
傾斜部であるために明るく、電子部品Ｂの縦壁は暗くな
るという特徴を有するため、電子部品Ｂの輪郭を抽出し
やすい画像となる。制御部１５は、この画像から電子部
品Ｂを抽出し、予め設定したしきい値と比較することで
電子部品Ｂの有無やずれ不良を選別する。Therefore, the CCD receiving the reflected light of the upper illumination
In the image of the camera 13, if the solder D is present, the solder D
Is characterized by the fact that the inclined portion becomes dark, and the surface of the substrate A becomes flat and bright without the solder D. The control unit 15 selects a defect by comparing the brightness of the image with a preset threshold value. On the other hand, in the image of the CCD camera 13 that has received the reflected light of the horizontal illumination, the surface of the substrate portion of the mounting substrate A is dark because the surface of the substrate is a flat portion, and is bright because the solder D is the inclined portion. Since the wall has a feature of being dark, an image in which the outline of the electronic component B can be easily extracted is obtained. The control unit 15 extracts the electronic component B from the image and compares the extracted electronic component B with a preset threshold value to select the presence / absence of the electronic component B and misalignment.
【００１９】また、支持テーブルの上方にはシート状レ
ーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 を投射する３つのレーザ光源１
６，１７，１８が配設される共に、シート状レーザ光Ｌ
1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 の投射による形状線Ｅを撮影して垂直画
像を取り込む３つのＣＣＤカメラ１９，２０，２１が配
設されている。この各レーザ光源１６，１７，１８から
シート状レーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 を基板Ａや電子部品
Ｂ等に対して照射することで、その表面に形状線Ｅを形
成可能となっている。また、ＣＣＤカメラ１９，２０，
２１は光軸がシート状レーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 の構成
する照射面に交差して電子部品Ｂの側面側から形状線Ｅ
を撮影可能となっており、ＣＣＤカメラ１９は電子部品
Ｂにほぼ直交する側面側から形状線Ｅを撮影し、ＣＣＤ
カメラ１６，１７は電子部品Ｂの正面側にずれた側面側
から形状線Ｅを撮影するものであり、画像処理部２２は
撮影画像を取り込んで形状線Ｅを抽出して制御部１５に
送るようになっている。Above the supporting table, three laser light sources 1 for projecting sheet-like laser beams L 1 , L 2 and L 3 are provided.
6, 17, 18 are provided, and the sheet-like laser light L
1, L 2, L projection shape line E 3 single CCD cameras 19, 20, 21 for capturing the vertical image was taken due to the 3 is disposed. By irradiating the substrate A, the electronic component B, and the like with the sheet-like laser beams L 1 , L 2 , L 3 from the respective laser light sources 16, 17, 18, the shape line E can be formed on the surface thereof. I have. Also, CCD cameras 19, 20,
Reference numeral 21 denotes a shape line E whose optical axis crosses the irradiation surface formed by the sheet-like laser beams L 1 , L 2 , L 3 from the side of the electronic component B.
The CCD camera 19 photographs the shape line E from the side surface substantially orthogonal to the electronic component B,
The cameras 16 and 17 capture the shape line E from the side of the electronic component B shifted to the front side. The image processing unit 22 captures the captured image, extracts the shape line E, and sends the shape line E to the control unit 15. It has become.
【００２０】この場合、レーザ光源１６，１７，１８と
ＣＣＤカメラ１９，２０，２１により実装基板Ａの表面
高さを検出する高さ検出手段を構成したが、これに限る
ものではない。例えば、照明としてレーザやＬＥＤを用
い、ＰＳＤ（Position Sensing Device ）やフォトダイ
オードで受光するようにした三角測量を原理としたもの
や、共焦点法を応用したものなどが考えられる。形状線
Ｅとは、これらの方法で得られたあるポイントの高さを
スキャン等の方法により連続した（あるいは離散的でも
よい）線上の点群にしたものと等価である。In this case, the laser light sources 16, 17, 18 and the CCD cameras 19, 20, 21 constitute height detecting means for detecting the surface height of the mounting substrate A, but the invention is not limited to this. For example, a device based on triangulation in which a laser or LED is used as illumination and light is received by a PSD (Position Sensing Device) or a photodiode, or a device using a confocal method may be used. The shape line E is equivalent to a shape in which the height of a certain point obtained by these methods is converted into a group of points on a continuous (or discrete) line by a method such as scanning.
【００２１】従って、制御部１５はこの１本の形状線Ｅ
（三次元画像）に基づいて実装基板Ａ上の部品Ｂの種
類、有無、取付位置のずれやリードＣの浮き、はんだＤ
の状態などを抽出し、判定（検査）することができる。Therefore, the control unit 15 determines that this one shape line E
Based on the (three-dimensional image), the type and presence / absence of component B on mounting board A, displacement of mounting position, floating of lead C, and solder D
And the like can be extracted and determined (inspected).
【００２２】更に、この制御部１５は、上述したよう
に、実装基板Ａ上の部品Ｂの種類、有無、取付位置のず
れやリードＣの浮き、はんだＤの状態などを判定する必
要があることから、１種類の部品であっても、部品の製
造メーカーや取付位置の環境が違っていたりすると、そ
の検査手法や基準データ（しきい値）が異なる。制御部
１５には記憶部２３が接続されており、この記憶部２３
には基板Ａに実装される各部品Ｂに対して複数の検査手
法が記憶されている。そして、ユーザーはこの記憶部２
３に記憶された複数の検査手法の中から適切な検査手法
を予め選択しておき、検査データをを生成する。制御部
１５は自動検査の際、その選択された検査手法や基準デ
ータを用いて実装部品Ｂの実装状態等を自動判定（判定
手段）するようにしている。Further, as described above, it is necessary for the control unit 15 to determine the type and presence / absence of the component B on the mounting board A, displacement of the mounting position, floating of the lead C, state of the solder D, and the like. Therefore, even if a component is of one type, if the environment of the component manufacturer or the mounting position is different, the inspection method and reference data (threshold) are different. The storage unit 23 is connected to the control unit 15.
Stores a plurality of inspection methods for each component B mounted on the board A. Then, the user enters the storage unit 2
An appropriate inspection method is selected in advance from among the plurality of inspection methods stored in No. 3 and inspection data is generated. At the time of the automatic inspection, the control unit 15 automatically determines (determination means) the mounting state and the like of the mounted component B using the selected inspection method and reference data.
【００２３】この場合、制御部１５には操作部（キーボ
ード）２４及び表示部（モニタ）２５が接続されてお
り、オペレータによる操作部２４、表示部２５の操作に
より記憶部２３に記憶された情報を選択指定することが
できる。In this case, an operation unit (keyboard) 24 and a display unit (monitor) 25 are connected to the control unit 15, and the information stored in the storage unit 23 by the operation of the operation unit 24 and the display unit 25 by the operator. Can be selected and specified.
【００２４】ここで、このように構成された基板検査装
置を用いた実装基板の検査について説明する。Here, a description will be given of an inspection of a mounted substrate using the substrate inspection apparatus configured as described above.
【００２５】実装基板の検査作業において、図２に示す
ように、まず、ステップＳ１にて、ＬＥＤ照明１２の上
照明と横照明を用い、ＣＣＤカメラ１３はその反射光を
受光して画像を取り込み、この２つの水平画像（二次元
画像）に基づいて実装基板Ａ上の実装状態を判定する。
この場合、基準データに対して各水平画像から求めた検
出データを比較することで、実装基板Ａ上の部品Ｂの種
類、有無、取付位置のずれやリードＣの浮き、はんだＤ
の状態などを判定する。そして、ステップＳ２では、こ
の二次元画像に基づく実装状態の判定によりＮＧ部品が
あったかどうかを確認し、なければ検査を終了する。In the inspection work of the mounting board, as shown in FIG. 2, first, in step S1, the upper illumination and the lateral illumination of the LED illumination 12 are used, and the CCD camera 13 receives the reflected light and captures an image. The mounting state on the mounting board A is determined based on the two horizontal images (two-dimensional images).
In this case, by comparing the detection data obtained from each horizontal image with the reference data, the type and presence / absence of the component B on the mounting board A, displacement of the mounting position, floating of the lead C, solder D
Is determined. Then, in step S2, it is confirmed whether or not there is an NG component by the determination of the mounting state based on the two-dimensional image, and if not, the inspection is ended.
【００２６】一方、ステップＳ２で、二次元画像に基づ
く実装状態の判定によりＮＧ部品があったら、次に、ス
テップＳ３にて、ＮＧであると判定された部品Ａに対し
てのみ、レーザ光源１６，１７，１８及びＣＣＤカメラ
１９，２０，２１を用いて垂直画像（三次元画像）を取
込、この三次元画像に基づいて実装基板Ａ上の実装状態
を再度判定する。On the other hand, if there is an NG component in step S2 based on the determination of the mounting state based on the two-dimensional image, then, in step S3, only the laser light source 16 for the component A determined to be NG is determined. , 17, 18 and the CCD cameras 19, 20, 21 to capture a vertical image (three-dimensional image), and again determine the mounting state on the mounting board A based on the three-dimensional image.
【００２７】この三次元検査作業において、図３に示す
ように、ステップＳ１１において、二次元画像に基づく
実装状態の判定でＮＧであると判定された実装部品Ａに
対して、三次元画像に基づいて判定作業を行うためのレ
ーザ光源１６，１７，１８及びＣＣＤカメラ１９，２
０，２１の位置決めがなされる。そして、まず、ステッ
プＳ１２にて、各レーザ光源１６，１７，１８からシー
ト状レーザ光Ｌ1 ，Ｌ2，Ｌ3 を基板Ａや電子部品Ｂ等
に対して照射し、ＣＣＤカメラ１９，２０，２１がこれ
を撮影してｉ断面画像を採取する。次に、ステップＳ１
３にて、画像処理部２２が取込画像から形状線Ｅを抽出
し、ステップＳ１４にて、この形状線Ｅにおける高さ
（垂直方向の長さ）を明るさに変換（変換手段）する。In this three-dimensional inspection operation, as shown in FIG. 3, in step S11, the mounted component A determined to be NG in the mounting state determination based on the two-dimensional image is determined based on the three-dimensional image. Light sources 16, 17, 18 and CCD cameras 19, 2 for performing judgment work
Positioning of 0, 21 is performed. First, in step S12, the sheet-like laser beams L 1 , L 2 , L 3 are irradiated from the respective laser light sources 16, 17, 18 onto the substrate A, the electronic component B, etc., and the CCD cameras 19, 20, 21 photographs this and collects an i-section image. Next, step S1
At 3, the image processing unit 22 extracts the shape line E from the captured image, and at step S14, converts the height (length in the vertical direction) of the shape line E into brightness (conversion means).
【００２８】続いて、ステップＳ１５にてｉ＋１として
ステップＳ１６であらかじめ設定されたＹ方向における
所定数（ｉ＝end1）の断面画像を採取したかどうかを確
認し、採取していなければステップＳ１１に戻って上述
の処理を繰り返す。この場合、ステップＳ１１では、支
持テーブルを所定距離移動し、実装基板Ａの各位置にて
レーザ光源１６，１７，１８及びＣＣＤカメラ１９，２
０，２１を用いて画像を取り込む。なお、実際には、図
４に示すように、実装基板Ａを矢印Ｓ方向に連続的に移
動し、ＣＣＤカメラ１９，２０，２１により継続して所
定数の画像をスキャンすることとなる。Subsequently, it is confirmed in step S15 whether or not a predetermined number (i = end1) of the predetermined number of cross-sectional images in the Y direction (i = end1) have been sampled in step S16 as i + 1. To repeat the above processing. In this case, in step S11, the support table is moved by a predetermined distance, and the laser light sources 16, 17, 18 and the CCD cameras 19, 2 are moved at each position of the mounting board A.
Images are captured using 0,21. Actually, as shown in FIG. 4, the mounting substrate A is continuously moved in the direction of the arrow S, and a predetermined number of images are continuously scanned by the CCD cameras 19, 20, and 21.
【００２９】このように所定数取り込んだ画像の形状線
Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・から各断面ごとにその高さを輝
度（明るさ）に変換する。例えば、高さが高いほど明る
く、低いほど暗くなるように変換する。ステップＳ１７
にて、全断面輝度データを二次元平面の座標に対応付け
ることで、図５に示すように、実装基板Ａの表面高さを
輝度で表した二次元画像（水平画像）を新たに生成す
る。なお、図５では、座標の対応付けの説明のためにＣ
ＣＤカメラ１３が撮影した水平画像に、実装基板Ａの表
面高さを輝度で表した二次元画像（水平画像）を重合さ
せて表示したが、実際には、３つの水平画像を独立して
記憶しており、検査データ作成時には独立して表示され
る。そして、ステップＳ１８で、高さを輝度で表した二
次元画像から、実装基板Ａ、実装部品Ｂ、リードＣ、は
んだＤ等の輝度やあるいは明るさの面積を計測し、予め
設定された基準データの範囲内にあるかどうかを判定
し、ステップＳ１９でＮＧ判定を行う。From the shape lines E 1 , E 2 , E 3 ... Of a predetermined number of captured images, the height of each section is converted into luminance (brightness). For example, conversion is performed such that the higher the height, the brighter the image and the lower the height, the darker the image. Step S17
By associating the total cross-section luminance data with the coordinates of the two-dimensional plane, a two-dimensional image (horizontal image) in which the surface height of the mounting board A is represented by luminance is newly generated as shown in FIG. In FIG. 5, C is used to explain the correspondence of coordinates.
Although a two-dimensional image (horizontal image) representing the surface height of the mounting board A by luminance is superimposed on the horizontal image captured by the CD camera 13 and displayed, actually, three horizontal images are stored independently. And are displayed independently when the inspection data is created. Then, in step S18, the luminance or the area of the brightness of the mounting board A, the mounting component B, the lead C, the solder D, and the like are measured from the two-dimensional image in which the height is expressed by the luminance, and the reference data set in advance is set. Is determined within the range, and an NG determination is made in step S19.
【００３０】このように本実施形態の基板検査装置及び
検査方法にあっては、まず、ＣＣＤカメラ１３が撮影し
た水平画像（二次元画像）に基づいて実装基板Ａ上の実
装状態を判定し、ＮＧであると判定された実装部品Ａに
対してのみ、ＣＣＤカメラ１９，２０，２１が撮影した
三次元画像に基づいて基板表面高さを輝度変換した水平
画像から、実装基板Ａ上の実装状態を再度検査するよう
にしている。As described above, in the board inspection apparatus and the inspection method according to the present embodiment, first, the mounting state on the mounting board A is determined based on the horizontal image (two-dimensional image) captured by the CCD camera 13. Only for the mounting component A determined to be NG, the mounting state on the mounting substrate A from the horizontal image obtained by converting the substrate surface height into brightness based on the three-dimensional images captured by the CCD cameras 19, 20, and 21. Is to be checked again.
【００３１】通常、ほとんどの電子部品ＢはＣＣＤカメ
ラ１３が取り込んだ水平画像に基づいて判定した結果、
実装基板Ａ上の部品Ｂの種類、有無、取付位置のずれや
リードＣの浮き、はんだＤの状態は正常と判定される。
そして、一部の部品は誤判定を含めてＮＧと判定される
が、この部品に対してだけＣＣＤカメラ１９，２０，２
１取り込んだ三次元画像の高さを輝度に変換した二次元
画像に基づいて判定すればよく、実装基板Ａの検査精度
が低下することはなく、正確な検査が可能になると共
に、検査処理に長時間かかることはなくなって作業性を
向上できる。Normally, most electronic components B are determined based on the horizontal image captured by the CCD camera 13,
The type and presence or absence of the component B on the mounting board A, the displacement of the mounting position, the floating of the lead C, and the state of the solder D are determined to be normal.
Then, some parts are determined to be NG including erroneous determination, but the CCD cameras 19, 20, 2
(1) The determination may be made based on the two-dimensional image obtained by converting the height of the captured three-dimensional image into luminance, and the inspection accuracy of the mounting board A does not decrease. It does not take a long time and can improve workability.
【００３２】また、検査前に、ユーザーが検査プログラ
ムを作成する場合、ある特定の検査対象箇所に対して、
表示画面にどの部品が表示されているのか、画面のどこ
にシート状レーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 を照射するのか、
形状線Ｅのどの位置が部品ＢやリードＣやはんだＤなの
か、基準データはいくつにするのかなどを制御部１５に
教示しておく必要がある。この場合、ＣＣＤカメラ１３
が撮影した二次元画像と、ＣＣＤカメラ１９，２０，２
１が撮影して高さを輝度で表した二次元画像とは、Ｘ−
Ｙ平面上で同一の座標として画像表示できる。そのた
め、各二次元画像共に輝度や所定明るさの面積を求めて
ＮＧ判定するようになっており、ＣＣＤカメラ１３が撮
影した二次元画像に基づく検査プログラム作成と、ＣＣ
Ｄカメラ１９，２０，２１が撮影した三次元画像に基づ
く検査プログラムの作成、並びに検査を、同一の手法で
行うことができ、ユーザーにとって作業しやすいものと
なる。When the user creates an inspection program before the inspection, a specific inspection target location is
Which parts are displayed on the display screen, and where on the screen the sheet-like laser beams L 1 , L 2 , L 3 are irradiated;
It is necessary to instruct the control unit 15 which position of the shape line E is the component B, the lead C, the solder D, what the reference data is, and the like. In this case, the CCD camera 13
Two-dimensional image taken by the CCD camera 19,20,2
1 is a two-dimensional image in which the height is represented by luminance and is represented by X-
Images can be displayed as the same coordinates on the Y plane. Therefore, for each of the two-dimensional images, an NG determination is made by obtaining the luminance or the area of the predetermined brightness.
The creation of the inspection program based on the three-dimensional images captured by the D cameras 19, 20, and 21, and the inspection can be performed by the same method, and the user can easily work.
【００３３】なお、上述の実施形態では、基板に実装さ
れた部品の実装状態やはんだ付け後に対する良否判定を
行ったが、基板にてはんだ付け前の部品の実装状態、あ
るいは、クリームハンダの印刷状態の良否を判定するこ
ともできる。In the above-described embodiment, the mounting state of the components mounted on the board and the quality of the components after soldering are determined. However, the mounting state of the components before soldering on the board or the printing of cream solder is performed. It is also possible to determine whether the state is good or bad.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の基板検査装置によれば、上方撮
影手段が基板を上方から撮影して形状を水平画像として
取り込む一方、高さ検出手段が基板の表面高さを検出し
て変換手段が基板表面高さを輝度の水平画像に変換し、
判定手段がこの形状の水平画像と輝度の水平画像に基づ
いて基板の良否を判定するので、形状の水平画像と輝度
の水平画像に基づいてほぼ同一の手法で基板の良否を判
定することとなり、基板検査の検査精度が低下すること
はなく、正確な検査を可能とすることができると共に、
検査処理に長時間かかることはなくなって作業性を向上
することができる。As described in detail in the above embodiment, according to the substrate inspection apparatus of the first aspect of the present invention, the upper photographing means photographs the substrate from above and captures the shape as a horizontal image, while capturing the shape as a horizontal image. The detecting means detects the surface height of the substrate and the converting means converts the substrate surface height into a horizontal image of luminance,
Since the determination means determines the quality of the substrate based on the horizontal image of the shape and the horizontal image of the luminance, the quality of the substrate is determined by almost the same method based on the horizontal image of the shape and the horizontal image of the brightness, Inspection accuracy of the board inspection does not decrease, and accurate inspection can be performed.
The inspection process does not take a long time, and the workability can be improved.
【００３５】請求項２の発明の基板検査装置によれば、
上方撮影手段を、基板に対して上方及び側方から投射さ
れた光の反射光を撮影する撮像素子としたので、簡単な
構成で容易に実装基板の水平画像を撮影することができ
る。According to the substrate inspection apparatus of the second aspect,
Since the upper photographing means is an image sensor for photographing the reflected light of the light projected from above and from the side to the substrate, a horizontal image of the mounting substrate can be easily photographed with a simple configuration.
【００３６】請求項３の発明の基板検査装置によれば、
高さ検出手段を、基板に対して投射されたシート状レー
ザ光の形状線を撮影する撮像素子としたので、簡単な構
成で高精度に実装基板の垂直画像を撮影することができ
る。According to the substrate inspection apparatus of the third aspect of the present invention,
Since the height detecting means is an image pickup device for photographing the shape line of the sheet-like laser light projected on the substrate, a vertical image of the mounting substrate can be photographed with high accuracy with a simple configuration.
【００３７】請求項４の発明の基板検査装置によれは、
形状の水平画像と輝度の水平画像とを表示する表示手段
を設けたので、オペレータによる検査のための検査デー
タの作成作業を容易に行うことができる。According to the substrate inspection apparatus of the fourth aspect,
Since the display means for displaying the horizontal image of the shape and the horizontal image of the luminance is provided, the operator can easily perform the work of creating the inspection data for the inspection.
【００３８】請求項５の発明の基板検査装置によれば、
判定手段が基板に実装された部品の実装状態やはんだの
印刷状態を判定するので、基板に対して多種類の検査を
行うことができる。According to the board inspection apparatus of the fifth aspect,
Since the determination means determines the mounting state of the components mounted on the board and the printed state of the solder, it is possible to perform various types of inspections on the board.
【００３９】また、請求項６の発明の基板検査方法によ
れば、基板を上方から撮影して形状を水平画像として取
り込む一方、基板の表面高さを検出して輝度の水平画像
に変換し、形状の水平画像及び輝度の水平画像に基づい
て基板の良否を判定するようにしたので、形状の水平画
像と輝度の水平画像に基づいてほぼ同一の手法で基板の
良否を判定することとなり、基板検査の検査精度が低下
することはなく、正確な検査を可能とすることができる
と共に、検査処理に長時間かかることはなくなって作業
性を向上することができる。According to the board inspection method of the present invention, while the board is photographed from above and the shape is taken in as a horizontal image, the surface height of the board is detected and converted into a brightness horizontal image. Since the quality of the substrate is determined based on the horizontal image of the shape and the horizontal image of the luminance, the quality of the substrate is determined by almost the same method based on the horizontal image of the shape and the horizontal image of the luminance. Inspection accuracy of the inspection is not reduced, and accurate inspection can be performed. In addition, the inspection process does not take a long time, and workability can be improved.
【００４０】また、請求項７の発明の基板検査方法によ
れば、形状の水平画像に基づいて基板の良否を判定し、
ＮＧ箇所に対して輝度の水平画像に基づいて基板の良否
を判定するようにしたので、ほとんどの実装部品が形状
の水平画像により判定され、残りが輝度の水平画像によ
り判定されることとなり、検査精度を低下させることな
く、検査を短時間で行うことができる。According to the board inspection method of the present invention, the quality of the board is determined based on the horizontal image of the shape.
Since the quality of the board is determined based on the horizontal image of the luminance at the NG portion, most of the mounted components are determined by the horizontal image of the shape, and the rest are determined by the horizontal image of the luminance. The inspection can be performed in a short time without reducing the accuracy.
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施形態の基板検査装置による検査作業を表
すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an inspection operation performed by the substrate inspection apparatus according to the embodiment.
【図３】三次元検査作業を表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a three-dimensional inspection operation.
【図４】三次元検査作業における画像取込方法を表す概
略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an image capturing method in a three-dimensional inspection operation.
【図５】二次元画像に三次元画像を合成した画像の概略
図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an image obtained by combining a three-dimensional image with a two-dimensional image.
１１ ＮＣ制御部 １２ ＬＥＤ照明 １３ ＣＣＤカメラ（上方撮影手段） １４ 画像処理部 １５ 制御部（部品判定手段） １６，１７，１８ レーザ光 １９，２０，２１ ＣＣＤカメラ（高さ検出手段） ２２ 画像処理部 ２３ 記憶部 ２４ 操作部 ２５ 表示部（表示手段） Reference Signs List 11 NC control unit 12 LED illumination 13 CCD camera (upper photographing means) 14 Image processing unit 15 Control unit (parts judgment means) 16, 17, 18 Laser light 19, 20, 21 CCD camera (height detecting means) 22 Image processing Unit 23 storage unit 24 operation unit 25 display unit (display means)
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA24 AA52 BB05 CC26 CC28 DD06 FF01 FF02 FF09 FF42 GG07 GG13 GG17 HH05 HH06 HH12 HH14 JJ03 JJ05 JJ08 JJ09 JJ26 MM03 NN01 NN11 NN20 PP12 PP13 QQ00 QQ25 RR06 RR08 SS02 SS13 TT02 2G051 AA65 AB14 BA01 BA10 CA04 DA07 EA11 EB01 5B057 AA03 DA03 DA16 DB03 DB09 DC09 5E319 BB05 CD29 CD53 Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA24 AA52 BB05 CC26 CC28 DD06 FF01 FF02 FF09 FF42 GG07 GG13 GG17 HH05 HH06 HH12 HH14 JJ03 JJ05 JJ08 JJ09 JJ26 MM03 NN01 NN11 NN20 BA12Q13 AB02 Q12 Q13 AB05 CA04 DA07 EA11 EB01 5B057 AA03 DA03 DA16 DB03 DB09 DC09 5E319 BB05 CD29 CD53
Claims (7)
として取り込む上方撮影手段と、前記基板の表面高さを
検出する高さ検出手段と、該高さ検出手段が検出した基
板表面高さを輝度の水平画像に変換する変換手段と、前
記上方撮影手段が撮影した形状の水平画像及び該変換手
段が変換した輝度の水平画像に基づいて前記基板の良否
を判定する判定手段とを具えたことを特徴とする基板検
査装置。1. An upper photographing means for photographing a substrate from above and capturing a shape as a horizontal image, a height detecting means for detecting a surface height of the substrate, and a substrate surface height detected by the height detecting means. To a horizontal image of luminance, and a judging means for judging the quality of the substrate based on the horizontal image of the shape photographed by the upper photographing means and the horizontal image of luminance converted by the converting means. A board inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記上方撮影手段は、基板に対して上方及び側方から投
射された光の反射光を撮影する撮像素子であることを特
徴とする基板検査装置。2. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein
The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the upper photographing means is an image sensor that photographs reflected light of light projected from above and from the side of the substrate.
前記高さ検出手段は、基板に対して投射されたシート状
レーザ光の形状線を撮影する撮像素子であることを特徴
とする基板検査装置。3. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein
The said board | substrate inspection apparatus, wherein the said height detection means is an image pick-up element which image | photographs the shape line of the sheet-like laser beam projected on the board | substrate.
前記形状の水平画像と前記輝度の水平画像とを表示する
表示手段を設けたことを特徴とする基板検査装置。4. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein
A substrate inspection apparatus, further comprising: display means for displaying a horizontal image of the shape and a horizontal image of the luminance.
前記判定手段は、前記基板に実装された部品の実装状態
やはんだの印刷状態を判定することを特徴とする基板検
査装置。5. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein
The board inspection apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines a mounting state of a component mounted on the board or a printing state of solder.
として取り込む一方、前記基板の表面高さを検出して輝
度の水平画像に変換し、前記形状の水平画像及び前記輝
度の水平画像に基づいて前記基板の良否を判定すること
を特徴とする基板検査方法。6. A substrate is photographed from above and the shape is captured as a horizontal image, while the surface height of the substrate is detected and converted into a luminance horizontal image, and the luminance is converted into a horizontal image of the shape and a horizontal image of the luminance. Determining whether the substrate is good or bad based on the substrate inspection method.
前記形状の水平画像に基づいて前記基板の良否を判定
し、ＮＧ箇所に対して前記輝度の水平画像に基づいて前
記基板の良否を判定することを特徴とする基板検査方
法。7. The board inspection method according to claim 6, wherein
A board inspection method, wherein the quality of the board is determined based on the horizontal image of the shape, and the quality of the board is determined based on the horizontal image of the luminance at an NG location.
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